《铸造》杂志

  201705期

面向2030的中国铸造技术新材料·新工艺专题综述半固态铸造熔模铸造复合材料计算机应用应用技术经验交流标准化
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  • 面向2030的中国铸造技术
    工艺条件对镍基高温合金DD483单晶叶片中杂晶缺陷的影响
    马德新,张琼元,王海洋,王海伟,赵代银,张松泉,李林蓄,刘 俊,贺群功,巩秀芳,杨功显
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    新材料·新工艺
    相图计算在高温合金研究中的应用现状及发展趋势
    杨敬明,于 波,魏彦鹏,税国彦,娄延春
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    改性纳米粉体对风电机组用QT400-18L低温冲击韧性影响的研究
    杨 军,常秀文,陈美玲
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    ZL-1108/ZL-2108超低加入量冷芯盒树脂开发与应用
    刘党库,许增彬,王 军
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Li对GW82K镁合金组织与性能的影响
    胡文义,乐启炽,张志强,崔建忠
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    专题综述
    充型量对半固态铜合金铸造充型组织的影响
    肖 寒,李乃拥,邱集明,卢德宏,周荣锋,蒋业华
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    半固态铸造
    浇注系统设计对不锈钢ZG1Cr11Ni2WMoV轴承座铸件冶金质量的影响
    杨曼利1,2,王 倩1,2,王燕坡1,2,谢秋峰1,2,孙长明1,2,李俊涛1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔模铸造
    Al2O3陶瓷增强高锰钢基复合材料耐磨性能的研究
    田山雪1,2,涂小慧1,2,杨 浩1,2,李 卫1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    复合材料
    高速铁路货车转向架轴箱铸件研制
    刘峻岭,蔺国隆,王 晶,魏 星
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    计算机应用
    ZG20CrMoV热矫辊盒框架铸钢件研制
    贾冠飞,孙万通,徐恩献,郭志丹,岳宗格
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于MAGMA的耐磨铸球凝固过程温度场数值模拟
    梁冰利,叶 根
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    无氧铜水平连铸液穴深度与浇注温度关系研究
    石运序,张建旭,孙 帅,刘 源
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    应用技术
    六缸油底壳铸件变形原因分析及控制措施
    王世杰1,张杰琼1,3,郭亚辉1,3,王建平2,冯志明1,3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    电阻法探究喷铸温度对Zr57Cu20Al10Ni8Ag5非晶热稳定性及结构弛豫的影响
    祝攀拓,李小蕴
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    缝隙式内浇道在ZQCuCo3CrRE铸件中的应用
    苏义祥1,申 楠2,刘世铎2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    重复热处理次数对CD3MN双相不锈钢性能的影响
    欧家才,吴飞鸥,闵正清
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    经验交流
    ISO 1083:2004球墨铸铁国际标准解读
    张 寅
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    1300缸体的工艺设计与优化
    陈晓飞
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    家用水管铅黄铜接头应力腐蚀开裂分析
    崔兰芳,邢永刚,孙金霞
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    标准化
  • 面向2030的中国铸造技术
    工艺条件对镍基高温合金DD483单晶叶片中杂晶缺陷的影响
    马德新,张琼元,王海洋,王海伟,赵代银,张松泉,李林蓄,刘 俊,贺群功,巩秀芳,杨功显
    利用Bridgman定向凝固工艺进行了高温合金DD483单晶叶片铸造试验,通过调整抽拉速度和使用不同型壳材料研究了工艺条件对杂晶缺陷的影响。结果表明,叶片中的杂晶缺陷一般出现在横截面突然扩大的缘板部位。铸件下部的外侧比内侧更易生成杂晶,但在上部则相反,即铸件内侧的杂晶缺陷更严重。在缘板部位降低抽拉速度能有效减少杂晶缺陷。在使用国产型壳时合金DD483叶片的单晶率非常低,但使用进口的纯刚玉型壳时叶片质量有明显提高,这说明型壳材料对单晶叶片中杂晶的形成有明显影响。
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    新材料·新工艺
    相图计算在高温合金研究中的应用现状及发展趋势
    杨敬明,于 波,魏彦鹏,税国彦,娄延春
    概述了相图计算的发展历程及常用计算软件,综述了相图计算在高温合金研究中的应用现状,介绍了耦合热/动力学数据库模拟高温合金微结构演变的相场方法,总结了现阶段相图计算技术存在的主要问题,并对其未来发展方向进行了展望。
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    改性纳米粉体对风电机组用QT400-18L低温冲击韧性影响的研究
    杨 军,常秀文,陈美玲
    采用改性纳米粉体对球墨铸铁进行强韧化处理,研究了改性纳米粉体对球墨铸铁显微组织和力学性能,尤其是低温冲击韧性的影响。结果表明:经过改性纳米粉体处理后,球墨铸铁的石墨球尺寸减小,石墨数量增多,基体组织中铁素体含量增多,晶粒得到细化;球墨铸铁的力学性能得到提高,低温冲击韧性提高44.8%。
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    ZL-1108/ZL-2108超低加入量冷芯盒树脂开发与应用
    刘党库,许增彬,王 军
    开发了一种加入量超低的冷芯盒树脂。试验检测表明,该树脂比传统树脂初强度提高20%以上,终强度和高湿强度提高10%以上;“超低加入量”冷芯盒树脂的发气量与传统树脂相当;粘度低,混砂均匀性好,芯砂流动性比传统树脂芯砂流动性提高10%左右。芳烃含量降低20%左右,游离甲醛含量≤0.1%。生产厂家使用情况表明,“超低加入量”冷芯盒树脂加入量低,使用稳定性高,VOC低;浇注后,烟气量和有害气体排放下降20%以上,砂芯溃散性好。
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    Li对GW82K镁合金组织与性能的影响
    胡文义,乐启炽,张志强,崔建忠
    研究了Li对Mg-8Gd-2Y-0.5Zr镁合金(GW82K)的密度、析出相、微观组织及挤压态力学性能的影响。研究结果表明,Li含量高于2.7%时,该合金密度低于所有AZ系工业镁合金的密度。在GW82K镁合金中添加1.5% Li时,合金晶粒粗化并出现Mg5Gd相,但挤压态合金硬度和抗拉强度提高;当Li添加量达到3%~4%时,出现树枝晶和β-Li相,且Mg5Gd相随Li含量的增加而增加,挤压态合金硬度和抗拉强度下降,伸长率提高。
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    专题综述
    充型量对半固态铜合金铸造充型组织的影响
    肖 寒,李乃拥,邱集明,卢德宏,周荣锋,蒋业华
    以半固态ZCuSn10铜合金为研究对象,利用自主设计的一套模具在Gleeble-1500热/力学模拟实验机上进行压缩实验,研究充型量对半固态铜合金铸造充型组织的影响。结果表明:在温度950 ℃,充型速度5 mm/s条件下,当充型量由20%增加到40%时,随着充型量增加,试样的组织发生明显改变。变形前期,试样基本保持半固态组织,固相晶粒由液相包裹,液相在变形外力作用下先于固相流动;随着充型量的增加,固液两相发生分离,液相相互聚集,冷却凝固形成树枝晶组织,并伴有缩孔、缩松等缺陷,致密度不高;固相晶粒之间发生严重塑性变形,相互粘连在一起,晶界模糊。 
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    半固态铸造
    浇注系统设计对不锈钢ZG1Cr11Ni2WMoV轴承座铸件冶金质量的影响
    杨曼利1,2,王 倩1,2,王燕坡1,2,谢秋峰1,2,孙长明1,2,李俊涛1,2
    不锈钢ZG1Cr11Ni2WMoV轴承座铸件内部型腔结构复杂、型腔尺寸小,因此其浇注系统设计难度大。研究了两种不同浇注系统对轴承座铸件质量的影响。结果表明:对于内腔结构复杂,结构尺寸小的铸件,应采用顶注式浇注系统,浇注系统设计时要尽量避免内浇道数量过多或者尺寸过大,同时对厚大部位进行补缩,严格控制内浇道在蜡模组焊时的位置。利用选定方案进行产品试制后,对轴承座铸件进行了生产,产品合格率可以得到保证。
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    熔模铸造
    Al2O3陶瓷增强高锰钢基复合材料耐磨性能的研究
    田山雪1,2,涂小慧1,2,杨 浩1,2,李 卫1,2
    通过高应力三体磨料磨损试验,对比研究Al2O3陶瓷增强高锰钢基复合材料和高锰钢的耐磨性能,采用SEM观察磨损试样的微观磨损形貌,并通过测试磨损试样亚表层显微硬度研究材料磨损硬化程度。研究结果表明,本试验条件下Al2O3颗粒增强高锰钢基复合材料中陶瓷颗粒与高锰钢基体没有成分过渡,界面处无明显裂缝,说明试样中虽然没有形成冶金结合,但是机械咬合紧密。高应力三体磨料磨损试验中,在3 kg和5 kg两种不同载荷下,Al2O3颗粒增强高锰钢基复合材料耐磨性优于高锰钢的耐磨性,而且随着磨损时间的延长,复合材料的相对耐磨性不断提高。在3 kg载荷120 min磨损条件下复合材料的相对耐磨性是高锰钢的1.39倍,在5 kg载荷120 min磨损条件下复合材料的相对耐磨性是高锰钢的1.27倍,可见较低载荷下Al2O3颗粒增强高锰钢基复合材料相对耐磨性较高。亚表层显微硬度测试表明,高锰钢和Al2O3颗粒增强高锰钢基复合材料在相同磨损时间下,5 kg载荷下的磨损硬化效果高于3 kg载荷下的磨损硬化效果。同时,纯高锰钢的磨损硬化硬度值最高可达到HV 580,而复合材料在较高载荷下由于陶瓷颗粒的保护,其高锰钢基体磨损硬化效果没有纯高锰钢明显。 
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    复合材料
    高速铁路货车转向架轴箱铸件研制
    刘峻岭,蔺国隆,王 晶,魏 星
    在传统铸造工艺设计方法的基础上,设计出两种轴箱铸造工艺方案,以Pro/E为前处理平台,以ProCAST为数值模拟平台,对轴箱充型、凝固过程的流场、温度场进行了模拟,选出最优方案。结果表明,通过工艺参数的优化,可有效避免铸件出现缺陷,提高产品经济效益。
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    计算机应用
    ZG20CrMoV热矫辊盒框架铸钢件研制
    贾冠飞,孙万通,徐恩献,郭志丹,岳宗格
    介绍了材质ZG20CrMoV铸钢件的特点和净重11 850 kg的热矫辊盒框架铸钢件的结构、力学性能和探伤要求。为生产出满足要求的铸钢件,在铸造工艺、熔炼浇注方案和热处理工艺方面进行了探索,相关经验可为生产同材质铸钢件提供参考。
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    基于MAGMA的耐磨铸球凝固过程温度场数值模拟
    梁冰利,叶 根
    利用温度场数值模拟软件对金属型耐磨铸球的凝固过程进行了数值计算。在研究铸球凝固过程温度分布规律的基础上,通过改进铸造工艺,消除了耐磨铸球的缩孔、缩松缺陷,保证了耐磨铸球的质量。
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    无氧铜水平连铸液穴深度与浇注温度关系研究
    石运序,张建旭,孙 帅,刘 源
    在连续铸造过程中,铸坯液穴深度受冷却水量、拉坯速度及浇注温度等工艺参数的影响,掌握其影响规律对提高铸坯质量有显著帮助。本文通过ProCAST软件对100 mm×10 mm规格无氧铜方形铸坯的水平连铸进行研究,探究液穴深度与浇注温度之间关系。分析结果表明:浇注温度对液穴深度有一定影响;提高浇注温度可以使液穴深度加大,增大铸型温度,从而减小铸坯的温度梯度,降低其热应力;无氧铜水平连铸液穴深度与浇注温度呈线性关系,浇注温度越高,液穴深度越大。
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    应用技术
    六缸油底壳铸件变形原因分析及控制措施
    王世杰1,张杰琼1,3,郭亚辉1,3,王建平2,冯志明1,3
    针对消失模生产六缸油底壳铸件变形率较高的问题,采用铸造模拟软件对铸件充型、凝固、应力进行模拟,分析认为造成铸件变形的主要原因是造型过程中加砂和震实造成的。为此对现行工艺提出改进措施。经生产验证,改进工艺不仅解决了铸件变形问题,而且提高了生产效率。
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    电阻法探究喷铸温度对Zr57Cu20Al10Ni8Ag5非晶热稳定性及结构弛豫的影响
    祝攀拓,李小蕴
    采用铜模喷铸法制备出Zr57Cu20Al10Ni8Ag5大块金属玻璃,通过电阻法探究喷铸温度对其热稳定性及结构弛豫的影响。结果表明,提高该金属玻璃制备时的喷铸温度,使晶化转变点Tx明显滞后和过冷液相区ΔT增大,表明金属玻璃热稳定性增强。此外,运用电阻法研究了金属玻璃在低温下的结构弛豫,发现约化电阻率曲线存在“拐点”的异常变化。随着喷铸温度的升高,“拐点”的开始温度点Tonset提前,且金属玻璃结构弛豫强度增强。
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    缝隙式内浇道在ZQCuCo3CrRE铸件中的应用
    苏义祥1,申 楠2,刘世铎2
    通过对高强度ZQCuCo3CrRE铜螺母铸件缝隙式内浇道的优化设计,在生产中确定了金属型双坯对开模具缝隙式内浇道的厚度和高度,并对浇注温度、充型速度和开型时间等提出要求,证明铜螺母铸件采用缝隙式内浇道工艺具备质量稳定,生产效率高,操作简单可靠等优点,是铜螺母铸件较为有效的铸造工艺。
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    重复热处理次数对CD3MN双相不锈钢性能的影响
    欧家才,吴飞鸥,闵正清
    多个标准中规定材料的重复热处理数不得超过两次。对CD3MN双相不锈钢在1 080 ℃及1 120 ℃分别进行了4次重复固溶处理试验,检测试块的力学性能、金相组织、耐点腐蚀性能。结果表明:CD3MN双相不锈钢在同一温度下经过4次固溶处理后,力学性能变化不大,均满足标准要求;耐点腐蚀性能变化不大;固溶处理温度从1 080 ℃升高到1 120 ℃,铁素体含量从30%提高到45%,力学性能和耐点蚀性能略有提高。
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    经验交流
    ISO 1083:2004球墨铸铁国际标准解读
    张 寅
    本文介绍了ISO 1083:2004标准规定的普通球墨铸铁材料的基本性能,与灰铸铁不同,球墨铸铁的力学性能主要决定于其基体组织。球墨铸铁的化学成分和碳当量控制范围比较窄,因其变化对力学性能影响相对较小。与灰铸铁相比,球形石墨对基体的割裂作用较小,因此球墨铸铁的断面敏感性不太明显。合金元素对球墨铸铁基体组织的形成有影响,从而影响球墨铸铁件的力学性能。可通过热处理的方式使球墨铸铁的基体组织发生转变,从而改善其力学性能。
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    1300缸体的工艺设计与优化
    陈晓飞
    针对1300缸体铸件气孔缺陷问题,在分析缸体铸件结构特点和原铸造工艺的基础上,探究了缸体铸件气孔缺陷产生的原因,优化了浇注系统方案。采用中注式浇注系统、卧浇、一箱两件的工艺方案,电炉出铁温度为1 450~1 480 ℃, 控制浇注温度在1 420~1 440 ℃,浇注时间缩短为27~29 s。优化后铸件气孔缺陷明显减少。
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    家用水管铅黄铜接头应力腐蚀开裂分析
    崔兰芳,邢永刚,孙金霞
    针对家用水管铅黄铜接头开裂问题,运用失效分析方法,分析了宏观痕迹、断口微观形貌和腐蚀产物能谱、化学成分和金相组织分析。根据开裂接头宏观形貌、断口微观形貌及腐蚀产物能谱分析、化学成分及金相组织分析,并结合理论知识,分析确定了开裂的主要原因,即水管接头开裂属于应力腐蚀开裂,化学成分不合格和Pb相数量较多且尺寸较大、组织不均匀是造成接头开裂的主要原因,对预防再度发生同种失效现象具有重要的借鉴意义。
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